目前二维材料的聚合物转移方法往往会产生褶皱、裂纹和聚合物残留物，从而限制了转移材料的质量和器件的性能。

有鉴于此，北京大学侯仰龙教授，纽约州立大学布法罗分校Hao Zeng，广东工业大学黄少铭教授报道了一种转移方法，该方法通过液氮和锂离子嵌入进行的预处理与小分子和聚苯乙烯的聚合物复合材料的结合，以实现通过化学气相沉积（CVD）生长的2D过渡金属二卤化物（TMD）的高质量转移。

文章要点

1）研究人员首先将蓝宝石衬底上的CVD生长的单层WS2浸入液氮中15分钟。其次，将样品浸入LiI溶液中30分钟。紧接着，将聚苯乙烯（PS）/小分子（萘或樟脑）复合材料旋涂在样品表面上。第四，在60°C的热板上烘烤3分钟后，用剃须刀刮擦聚合物复合材料的边缘，然后用注射器施加几滴水滴。第五，在水滴中浸泡2分钟后，将聚合物保护的TMD层从基材上剥离，并用一对镊子将其提起并转移到目标基材上。第六，将样品在120°C下烘烤5分钟以拉伸TMD层以帮助去除皱纹。烘烤时小分子的升华产生多孔聚合物膜，促进溶剂的渗透以溶解聚合物。最后，将样品浸入甲苯中1.5小时以完全溶解聚合物复合材料，从而达到无残留清洁转移。因此，在最佳条件下，生长中的TMD几乎可以100％转移，并且基本上没有裂纹，皱纹和有机残留物。

2）该方法利用了小分子的易升华能力和较强的溶解性，并在插入小分子时减弱了聚合物链之间的相互作用，从而大大减少了有机残留物和加工时间。同时，液氮和锂离子插层的预处理有效地降低了CVD生长的样品与基材之间的粘附力。

3）包含小分子，即樟脑或萘的聚合物复合材料可用于增加聚合物薄膜的溶解度。这两个过程的协同工作，可以使几乎没有皱纹，裂缝或有机残留物的单层TMD几乎100％转移，并保留了其光学性能。

该策略可以推广用于其他2D材料的高效和高质量转移。

Peijian Wang, et al, High Fidelity Transfer of Chemical-Vapor-Deposition Grown 2D Transition Metal Dichalcogenides via Substrate Decoupling and Polymer/Small Molecule Composite, ACS Nano, 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c02838

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c02838